브레이턴 사이클 계산기

브레이턴 사이클은 가스터빈 엔진(일반적으로 제트 엔진과 발전소에 사용됨)의 작동 원리를 설명하는 열역학적 사이클이다. 여기서 주요 계산은 열효율이며, 이는 주로 작동 유체의 압력비와 비열비에 의존한다.

배경

브레이턴 사이클은 공기를 압축하고, 일정 압력에서 가열하고, 팽창시켜 일을 생성하는 가스터빈 엔진의 이상적인 사이클이다. 사이클 효율은 압력비에 따라 증가하므로 엔진 성능에 중요한 요소이다.

공식

브레이턴 사이클의 열효율(η)은 다음과 같이 주어진다:

\[ \eta = 1 - \left(\frac{1}{r^{(\frac{\gamma - 1}{\gamma})}}\right) \]

여기서:

• \( r \)은 압축기 압력비 (P₂/P₁)이다.
• \( \gamma \)는 비열비 (C_p/C_v)이다.

예시 계산

압력비가 10이고 비열비가 1.4이면 효율은 다음과 같다:

\[ \eta = 1 - \left(\frac{1}{10^{(\frac{1.4 - 1}{1.4})}}\right) \approx 42.3\% \]

이 효율은 브레이턴 사이클이 열에너지를 일로 얼마나 효과적으로 변환하는지 나타낸다.

적용 사례

브레이턴 사이클은 항공 및 발전에 사용되는 가스터빈 설계의 중심이다. 압력비 향상 및 작동 온도 최적화는 전반적인 성능 향상에 중요하다.

일반적인 FAQ

1. 비열비(γ)의 중요성은 무엇인가?

   • 비열비는 사이클의 효율에 영향을 미친다. 공기의 경우 이 값은 일반적으로 약 1.4이다.

2. 압력비를 높이면 효율에 어떤 영향을 미치는가?

   • 압력비가 높을수록 일반적으로 브레이턴 사이클의 효율이 향상된다.

3. 브레이턴 사이클의 일반적인 응용 분야는 무엇인가?

   • 브레이턴 사이클은 제트 엔진, 가스터빈 발전소 및 열을 일로 효율적으로 변환해야 하는 다른 시스템에 사용된다.